物理中考重難點真題匯編專題講練（江蘇專用）-專題12 簡單機械（教師版）

【考點分析】章節(jié)考點考試題型難易度簡單機械杠桿選擇題、填空題、作圖題★杠桿的平衡選擇題、填空題、計算題★★★杠桿的分類：省力杠桿、費力杠桿、等臂杠桿選擇題、填空題★★定滑輪選擇題、填空題★動滑輪選擇題、填空題★★滑輪組選擇題、填空題、計算題★★機械效率選擇題、填空題、計算題★★★知識點01：杠桿：1.定義：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動，這根硬棒就叫杠桿。（1）“硬棒”不一定是棒，泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體；（2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。2.杠桿的五要素：（1）支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動時，支點是相對固定的。（2）動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F1”表示；（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F2”表示；（4）動力臂：從支點到動力作用線的垂直距離，用“l(fā)1”表示；（5）阻力臂：從支點到阻力作用線的垂直距離，用“l(fā)2”表示。3.注意：（1）無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動的力叫做動力，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動的力叫阻力；（2）力臂是點到線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。力的作用線通過支點的，其力臂為零，對杠桿的轉(zhuǎn)動不起作用。4.杠桿作圖：（1）力臂：①根據(jù)題意先確定支點O；②確定動力和阻力并用虛線將其作用線延長；③從支點向力的作用線畫垂線，并用l1和l2分別表示動力臂和阻力臂。（2）杠桿作圖：最小力：①連接該點與支點O；②在該點做這條連接線的垂線；③根據(jù)杠桿平衡，確定力的方向，標上力的符號。知識點02：杠桿的平衡：1.杠桿的平衡：當杠桿在動力和阻力的作用下靜止時，我們就說杠桿平衡了。2.杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，或F1·L1=F2·L2（1）杠桿靜止不動的平衡屬于“靜平衡”；（2）杠桿如果在相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過相等的角度，即勻速轉(zhuǎn)動時，也叫做杠桿的平衡，這屬于“動平衡”；3.杠桿的平衡條件實驗：（1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。當杠桿在水平位置平衡時，力臂l1和l2恰好重合，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂示數(shù)大小了，而圖甲杠桿在傾斜位置平衡，讀力臂的數(shù)值就沒有乙方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時，我們才能夠直接從杠桿上讀出動力臂和阻力臂的大小，因此本實驗要求杠桿在水平位置平衡；（2）在實驗過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因為實驗過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母，就會破壞原有的平衡。知識點03：杠桿分類：1.省力杠桿：動力臂l1＞阻力臂l2，則平衡時F1＜F2；這種杠桿使用時可省力（即用較小的動力就可以克服較大的阻力），但卻費了距離（即動力作用點移動的距離大于阻力作用點移動的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動的距離大）。2.費力杠桿：動力臂l1＜阻力臂l2，則平衡時F1＞F2；這種杠桿叫做費力杠桿。使用費力杠桿時雖然費了力（動力大于阻力），但卻省距離（可使動力作用點比阻力作用點少移動距離）。3.等臂杠桿：動力臂l1=阻力臂l2，則平衡時F1=F2；這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費力，即不省距離也不費距離。4.既省力又省距離的杠桿時不存在的。知識點04：定滑輪：1.滑輪：（1）定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動的輪子叫滑輪。（2）特點：因為滑輪可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。（3）分類：根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動滑輪。2.定滑輪：（1）定義：工作時，中間的軸固定不動的滑輪叫定滑輪；如下左圖所示。（2）實質(zhì)：是個等臂杠桿；（如下中圖所示）軸心O點固定不動為支點，其動力臂和阻力臂都等于圓的半徑r，根據(jù)杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2可知F=G，所以不省力。（3）特點：不省力，但可改變力的方向。（4）動力移動的距離與重物移動的距離相等：S=h。（如上右圖所示）知識點05：動滑輪：1.定義：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪叫動滑輪；（如下左圖所示）2.實質(zhì)：是個動力臂為阻力臂二倍的杠桿；（如下中圖所示）圖中O可看作是一個能運動的支點，其動力臂l1=2r，阻力臂l2=r，根據(jù)杠桿平衡條件：F1l1=F2l2，即F1·2r=F2·r，得出，當重物豎直勻速向上時，F(xiàn)2=G，則。3.特點：省一半力，但不能改變力的方向。4.動力移動的距離是重物移動距離的2倍：S=2h（如上右圖所示）5.說明：（1）動滑輪在移動的過程中，支點也在不停地移動；（2）動滑輪省一半力的條件是：動滑輪與重物一起勻速移動；動力F1的方向與并排繩子平行；不計動滑輪重、繩重和摩擦。知識點06：滑輪組：1.定義：由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成。2.特點：可以省力，也可以改變力的方向。（1）使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即：（條件：不計動滑輪、繩重和摩擦）。（2）如果不忽略動滑輪的重量，則：3.動力移動的距離s和重物移動的距離h的關(guān)系是：s=nh使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動的距離就是物體移動距離的n倍，即s=nh。如上圖所示。（n表示承擔物重繩子的段數(shù)）4.繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：5.滑輪組的組裝：（1）根據(jù)的關(guān)系，求出動滑輪上繩子的段數(shù)n；（2）確定動滑輪的個數(shù)；（3）根據(jù)施力方向的要求，確定定滑輪個數(shù)。確定定滑輪個數(shù)的原則是：一個動滑輪應(yīng)配置一個定滑輪，當動滑輪上為偶數(shù)段繩子時，可減少一個定滑輪，但若要求改變力的作用方向時，則應(yīng)在增加一個定滑輪。在確定了動、定滑輪個數(shù)后，繩子的連接應(yīng)遵循“奇動、偶定”的規(guī)則，由內(nèi)向外纏繞滑輪。知識點07：機械效率：1.有用功（W有）：為了達到工作目的，必須要做的功。2.額外功（W額）：對人們沒有用但不得不做的功；3.總功（W總）：利用機械做功時，對機械所做的功叫做總功；4.說明：（1）W總=W有+W額（2）總功、有用功、額外功的單位都是焦（J）。5.機械效率：物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率；用符號η表示；6.公式：；7.物理意義：機械效率是標志機械做功性能好壞的重要指標，機械效率越高，機械的性能越好；8.說明：（1）機械效率只有大小，沒有單位；（2）由于有用功總小于總功，所以機械效率總小于1；（3）機械效率通常用百分數(shù)表示；（4）對一個機械來說，機械效率不是固定不變的，機械效率反映的是機械在一次做功過程中有用功跟總功的比值，同一機械在不同的做功過程中，有用功不同，機械效率也會不同。檢測時間：100分鐘試題滿分：100分難度系數(shù)：0.59一．選擇題（共6小題，滿分12分，每小題2分）1．（2分）（2023?淮安）如圖所示，一根質(zhì)地不均勻的硬棒重心在O點，將硬棒通過繩1懸掛于A點，2、3為兩個支架，在繩與兩支架的作用下，硬棒水平靜止，此時繩與支架均對硬棒有彈力（繩的形變忽略不計）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（）A．僅撤去支架2 B．僅撤去支架3 C．同時剪斷繩1和撤去支架2 D．同時剪斷繩1和撤去支架3解：繩子只能向上施加拉力，支架只能施加向上的支持力；A．僅撤去支架2，以1為支點，重力和支架支持力使得杠桿的轉(zhuǎn)動方向相反，可以平衡，故A正確；B．僅撤去支架3，以1為支點，重力和支架2支持力使得杠桿的轉(zhuǎn)動方向都是順時針，故杠桿不可以平衡，B錯誤；C．同時剪斷繩1和撤去支架2，以3為支點，重力使得杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，不可以平衡，故C錯誤；D．同時剪斷繩1和撤去支架3，以2為支點，重力使得杠桿順時針轉(zhuǎn)動，不可以平衡，故D錯誤。故選：A。2．（2分）（2023?連云港）如圖所示，每個鉤碼的質(zhì)量為50g，在均勻杠桿的A處掛2個鉤碼，B處掛1個鉤碼，杠桿恰好水平平衡。在A、B兩處再各加1個鉤碼，那么（）A．杠桿仍水平平衡 B．杠桿的左邊向下傾斜 C．杠桿的右邊向下傾斜 D．將A處的鉤碼向左移動一格，杠桿仍能水平平衡解：ABC、如圖所示，每個鉤碼的質(zhì)量為50g，重力為G＝mg＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，杠桿上每小格的長度假設(shè)為1cm，則FA＝0.5N×2＝1N，LA＝1cm×2＝2cm，F(xiàn)B＝0.5N，LB＝1cm×4＝4cm，杠桿平衡，則：FA×LA＝FB×LB；在A、B兩處再各加掛一個50g的鉤碼后，F(xiàn)A′＝0.5N×3＝1.5N，F(xiàn)B′＝0.5N×2＝1N，LA和LB的長度都不變，則FA′×LA＝1.5N×2cm＝3N?cm，F(xiàn)B′×LB＝1N×4cm＝4N?cm，則：FA′×LA＜FB′×LB，杠桿右邊下傾，故AB錯誤、C正確；D、將A處的鉤碼向左移動一格，杠桿左端為：1.5N×3cm＝4.5N?cm，杠桿右端為：1N×4cm＝4N?cm，左右兩側(cè)力與力臂的乘積不等，所以杠桿不能水平平衡，故D錯誤。故選：C。3．（2分）（2023?泰州）如圖所示，是仿照人的手臂設(shè)計的我國天宮空間站的機械臂。下列工具使用時與機械臂屬于同類型杠桿的是（）A．夾起食物的筷子 B．拔釘子的羊角錘 C．剪鐵絲的鋼絲鉗 D．起瓶蓋的開瓶扳手解：我國天宮空間站的機械臂是動力臂比阻力臂短的杠桿，是費力杠桿。A、夾起食物的筷子的動力臂比阻力臂短，屬于費力杠桿，故A符合題意；BCD、拔釘子的羊角錘、剪鐵絲的鋼絲鉗、起瓶蓋的開瓶扳手的動力臂比阻力臂長，屬于省力杠桿，故BCD不符合題意。故選：A。4．（2分）（2023?無錫）如圖所示，是《天工開物》中記載的我國傳統(tǒng)提水工具“桔槔”，用繩子系住一根直的硬棒的O點作為支點，A端掛有重為40N的石塊，B端掛有重為20N的空桶，OA長為1.2m，OB長為0.6m。使用時，人向下拉繩放下空桶，裝滿重為100N的水后向上拉繩緩慢將桶提起，硬棒質(zhì)量忽略不計。下列說法中正確的是（）A．向下拉繩放下空桶時桔槔為省力杠桿 B．向下拉繩放下空桶時拉力為20N C．向上拉繩提起裝滿水的桶時桔槔為費力杠桿 D．向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為40N解：A、向下拉繩放下空桶時，B端的力為動力，A端的力為阻力，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故A錯誤；BD、根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2，杠桿平衡時B端的拉力FB＝＝＝80N，放下空桶時，向下拉繩子的力F1＝FB﹣G桶＝80N﹣20N＝60N，裝滿水時，桶和水的總重力G總＝G桶+G水＝20N+100N＝120N，向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為F2＝G總﹣FB＝120N﹣80N＝40N，故B錯誤，D正確；C、向上拉繩提起裝滿水的桶時，在A端的力為動力，B端的力為阻力，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C錯誤；故選：D。5．（2分）（2023?宿遷）在以“自行車中的物理知識”為主題的小論壇上，小明列舉的以下觀點中錯誤的是（）A．輪胎上有花紋——增大摩擦力 B．用鋁合金做車架——可減輕車身質(zhì)量 C．剎車把手是杠桿——可以省力 D．停止蹬車，車仍運動——車受到慣性作用解：A．輪胎上有花紋是在壓力一定時，通過增加接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，故A正確；B．車架為鋁合金材質(zhì)，密度較小，在體積相等的情況下，整車質(zhì)量越小，可減輕質(zhì)量，故B正確；C．自行車的車把相當于杠桿，且動力臂大于阻力臂，所以剎車把手屬于省力杠桿，故C正確；D．停止蹬車，車還能繼續(xù)向前運動，是因為車具有慣性，慣性是物體本身的一種屬性，不是力，不能說車受到慣性作用，故D錯誤。故選：D。6．（2分）（2023?高新區(qū)一模）滬蘇通長江公鐵大橋開創(chuàng)了世界建橋史上公鐵兩用橋跨度進入千米級的篇章。小明模仿大橋搭建簡易模型。如圖乙所示，其他因素不變，如果只把拉索與橋塔的固定點上移，則可以（）A．增加動力 B．減小阻力 C．增加動力臂 D．增加阻力臂解：將拉索與橋塔的固定點上移，動力臂增大，阻力臂和阻力不變，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2知，動力減小。故選：C。二．填空題（共10小題，滿分28分）7．（2分）（2023?常州）調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿處于水平平衡狀態(tài)。在A點懸掛兩個鉤碼，如圖所示，要使杠桿水平平衡，需在B點懸掛3個鉤碼。取走懸掛在B點的鉤碼，改用彈簧測力計在C點豎直向上拉，使杠桿水平平衡，測力計的示數(shù)為0.75N。（每個鉤碼重0.5N）解：（1）一個鉤碼的重是0.5N，設(shè)杠桿一個小格長度為L，在A點懸掛2個鉤碼時，根據(jù)杠桿平衡條件可得GAL1＝GBL2，代入數(shù)據(jù)有：2×0.5N×3L＝GB×2L，解得GB＝1.5N，即在B處掛3個鉤碼。（2）取走懸掛在B點的鉤碼，改用彈簧測力計在C點豎直向上拉，設(shè)測力計的拉力為FC；杠桿水平平衡時，根據(jù)杠桿平衡條件可得GAL1＝FCLC，即：2×0.5N×3L＝FC×4L，解得FC＝0.75N。故答案為：3；0.75。8．（4分）（2023?海陵區(qū)校級三模）如圖甲所示為桔槔，是古代農(nóng)用工具。橫長桿的一端懸掛重石，另一端用繩子與汲器（提水的容器）相連。當不提水時，橫長桿的懸掛重石端位置較低，橫長桿的汲器端位置較高當要提水時，人用力將汲器往下壓，使汲器下降到水面下并讓水流入汲器（同時捆綁重石的那端位置上升），當汲器裝滿水后，人向上拉動繩子，就可讓懸掛重石端的位置下降，同時將汲器中的水提升。我們建立如圖乙模型來研究桔槔：假設(shè)橫長桿為一個筆直的輕質(zhì)杠桿，繩子與橫長桿的連接點到支點的距離L1為1m，重石的懸掛點到支點的距離L2為2m，未裝水的汲器的重力為10N。繩子的重力忽略不計（g取10N/kg）。（1）使用桔棒提水時，能夠省力，不能省功（選填“也能”或“不能”）；（2）文中“人用力將汲器往下壓（汲器未接觸水面）”的過程中，若勻速豎直下壓，此時該力大小將不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（3）根據(jù)桔棒的理想模型分析，為實現(xiàn)不提水時，桔棒的重石端位置較低（接觸地面），重石至少0.5kg；（4）若裝滿水后汲器的重力為150N，重石的質(zhì)量為3kg，根據(jù)桔棒的理想模型，通過計算分析，人勻速向上提裝滿水的汲器，借用桔穆提和直接用手提相比可省力60N，解：（1）由功的原理可知，使用桔槔提水時，能夠省力，但不能省功；（2）文中“人用力將汲器往下壓”的過程中，若勻速豎直下壓，根據(jù)相似三角形的知識可知阻力臂和動力臂之比不變，阻力不變，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知此時該力將不變；（3）根據(jù)杠桿平衡條件可知為實現(xiàn)不提水時，桔槔的重石端位置較低（接觸地面），應(yīng)滿足的條件是G重石L2＞G汲器L1；則G重石＞＝＝5N，m重石＞＝0.5kg；（3）人直接勻速向上提裝滿水的汲器時，汲器處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和汲器的重力是一對平衡力，則此時人施加的拉力F1＝G1＝150N；人借用桔槔勻速向上提裝滿水的汲器時，設(shè)人施加的拉力為F2，此時汲器受到豎直向下的重力和豎直向上人施加的拉力、繩子的作用力處于平衡狀態(tài)，由力的平衡條件可得：G1＝F2+F繩，則F繩＝G1﹣F2，由杠桿的平衡條件可得：G重石L2＝F繩L1，即G重石L2＝（G1﹣F2）L1，則3kg×10N/kg×2m＝（150N﹣F2）×1m，F(xiàn)2＝90N；則借用桔槔提和直接用手提相比省的力：ΔF＝F1﹣F2＝150N﹣90N＝60N。故答案為：（1）不能；（2）不變；（3）0.5；（4）60。9．（2分）（2023?宜興市模擬）人體很多關(guān)節(jié)可以看作由肌肉和骨骼組成的杠桿模型。如圖所示，人的前臂可以看成是以肘關(guān)節(jié)為支點的杠桿，當手托物件曲肘時，胳膊上的肱二頭肌會對前臂施加一個動力，物件對前臂施加一個阻力。前臂相當于一個費力杠桿，假設(shè)小臂的長度為0.3m，水平托起一個重力為20N的鉛球，動力臂的長為5cm，則肱二頭肌對前臂拉力為120N（不考慮此杠桿模型自重及摩擦）。解：（1）將人的前臂抽象為一個杠桿，則肘關(guān)節(jié)為支點，肱二頭肌對前臂的拉力為動力，鉛球?qū)θ说膲毫樽枇ΑＲ阎獎恿Ρ蹫?cm＝0.05m，阻力臂等于前臂長度，為0.3m，動力臂＜阻力臂，則該杠桿為費力杠桿；（2）根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)×0.05m＝20N×0.3m，則F＝120N。故答案為：費力；120。10．（3分）（2023?鹽城三模）如圖所示，釣魚竿可以看作一個費力（省力/費力/等臂）杠桿，其支點在釣魚竿與小明右手（左手/右手）的接觸處，若要更加省力，則小明應(yīng)該增大（增大/減?。﹥芍皇种g的距離。解：如圖，在使用釣魚竿時，其支點在釣魚竿與小明右手的接觸處，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，要使釣起魚時所用的力小一些，由杠桿平衡條件：F1×L1＝F2×L2，要使動力減小，在阻力和阻力臂不變的條件下，增大動力臂，即應(yīng)使釣魚者兩只手之間的距離增大一些。故答案為：費力；右手；增大。11．（3分）（2023?海安市校級一模）如圖是使用手機和自拍桿自拍時的示意圖，自拍桿可以看作是一個費力（選填“省力”或“費力”）杠桿（O為支點），已知自拍桿長1m（質(zhì)量忽略不計），手機對桿豎直向下的作用力F2＝3N，圖中L1＝10cm、L2＝80cm，則手垂直于桿的動力F1＝24N，拍攝需要伸長自拍桿時，若保持F1的作用點、方向及支點位置不變，則F1大小將變大。解：由題可知，動力臂為10cm＝0.1m，阻力臂為80cm＝0.8m，動力臂＜阻力臂，所以自拍桿為費力杠桿。由杠桿的平衡條件可列式：F1L1＝F2L2，即F1×0.1m＝3N×0.8m，解得F1＝24N。伸長自拍桿時，若保持F1的作用點、方向及支點位置不變，則可得阻力不變、動力臂不變、阻力臂變大，根據(jù)杠桿的平衡條件可得，動力將變大。故答案為：費力；24；變大。12．（3分）（2023?宿遷模擬）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA的中點處懸掛重為110N的物體，在A端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則力F的大小為55N。保持F的方向始終與OA垂直，將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，力F的力臂將不變（選填“變大”“變小”或“不變”，下同），力F的大小將變小。解：（1）輕質(zhì)杠桿OA的中點處懸掛重為110N的物體，杠桿在A位置時，動力臂與阻力臂的關(guān)系為LOA＝2LG，由杠桿平衡條件可知：FLOA＝GLG，則力F的大小為：F＝＝×110N＝55N；（2）力F的力臂為支點O到力F作用線的垂線段；將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，保持F的方向始終與OA垂直，則動力F的力臂都是LOA，即力F的力臂將不變；在該過程中，動力臂不變，阻力等于物體的重力，即阻力不變，由圖可知阻力臂會變小，所以根據(jù)杠桿平衡條件可知動力F會變小。故答案為：55；不變；變小。13．（3分）（2023?宜興市校級模擬）旅客常使用的拉桿行李箱是省力（選填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿；如圖所示，行李箱下方安裝了輪子，目的是減?。ㄟx填“增大”“減小”）摩擦；已知OA＝1m，OB＝0.2m，行李箱重150N，使行李箱在圖示位置靜止時，施加在端點A的最小作用力F＝30N。解：（1）由圖知，拉桿行李箱在使用時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿；（2）小輪子的作用是通過用滾動代替滑動的方法，使摩擦力大大減小；（3）如圖，在阻力、阻力臂一定時，要求動力最小，動力臂最長。支點到動力作用點的距離作為動力臂最長，力的方向與動力臂垂直向上，如下圖所示：杠桿平衡條件可得，G×OB＝F×OA，即：150N×0.2m＝F×1m，解得：F＝30N。故答案為：省力；減??；30。14．（2分）（2023?泗洪縣三模）如圖是搬運泥土的獨輪車，設(shè)車箱和泥土的總重G＝1200N，運泥土?xí)r從A點提起獨輪車把手的力是F，則小新至少要用豎直向上300N的力，才能把獨輪車抬起；在倒泥時要把車把抬高，若作用在A點的力F始終保持豎直向上，則在緩緩抬高車把的過程中力F的大小不變（選填“不變”、“變大”或“變小”）。解：（1）由圖可知動力作用在A點時，支點在輪軸處，因此F的力臂是L1＝1.6m，重力的力臂L2＝0.4m；由F×L1＝G×L2得，豎直向上的力為：F＝＝＝300N。（2）若作用在A點的力F始終保持豎直向上，則抬起車把的過程中阻力不變、動力臂和阻力臂都變小，且動力臂和阻力臂的比值不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力F不變。故答案為：300；不變。15．（3分）（2023?清江浦區(qū)模擬）如圖所示，是平時常用的兩種工具：扳手和鉆頭。其中扳手在正常使用過程中相當于輪軸（輪軸/斜面），鉆頭在正常使用時相當于斜面（輪軸/斜面）。這兩種工具在正常使用過程具有相同的優(yōu)點是可以省力。解：（1）扳手在正常使用過程中相當于輪軸；（2）鉆頭上的一圈圈螺紋的長相當于斜面的長度，斜面是一種變形的杠桿，輪軸和斜面共同的優(yōu)點就是能夠省力。故答案為：輪軸；斜面；可以省力。16．（3分）（2023?清江浦區(qū)模擬）自行車從發(fā)明到現(xiàn)在經(jīng)過了很多改進。如圖所示，1861年法國的米肖父子發(fā)明前輪大、后輪小，前輪上裝有曲柄和能轉(zhuǎn)動的踏板的自行車，并于1867年在巴黎博覽會上展出。這種自行車若想提高速度，只需要將前輪（前輪/后輪）做的大（大/小）些，此時人騎車時踩踏板的力將變大（變大/變?。?。解：由題意知，此自行車前輪部分相當于輪軸，動力作用在軸上，因此只需要將前輪做的大一些，就能提高速度，但此時人騎車時踩踏板的力將變大。故答案為：前輪；大；變大。三．作圖題（共6小題，滿分24分，每小題4分）17．（4分）（2023?南通）如圖，杠桿AOB保持靜止，O為支點，請作出動力F1的力臂l1和阻力F2。解：阻力F2的作用點在點B，方向豎直向下；過支點作力F1作用線的垂線段，即可做出力臂L1，如圖所示；18．（4分）（2023?泰州）工人站在地面上用如圖的滑輪組提升重物，畫出滑輪組的繞繩方式。解：因為滑輪組要求工人站在地面上提升重物，因此，在繞繩時，最終的繩子自由端方向應(yīng)該向下，由外向內(nèi)畫出繞繩方式，如圖所示，由兩段繩子承擔物重。19．（4分）（2023?淮安）如圖所示，O為支點，畫出力F的力臂l。解：延長力F作出力的作用線，從支點O作力F的作用線的垂線，垂線段的長就是力F的力臂l，如圖所示：20．（4分）（2023?蘇州）圖中，用直棒提升重物，畫出圖示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。解：物體對杠桿的拉力為阻力F2，方向豎直向下，反向延長阻力F2的作用線，從支點O向阻力的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是阻力臂l2。使杠桿AB靜止時所用最小力的作用點在離支點最遠的B點，用力方向與OB垂直，這樣動力臂最長（等于OB），最省力，動力的方向大致向上；如圖所示：21．（4分）（2023?漣水縣校級模擬）請畫出圖中杠桿動力臂L的示意圖。解：延長動力F的作用線，從支點O向動力作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂L，如圖所示：22．（4分）（2023?興化市模擬）建筑工人在A處，使用如圖所示的滑輪組提升物體，試在圖中畫出最省力的繞線方法。解：由圖可知，繩子端拉力方向向上，要畫出最省力的繞線方法，則繩子首先系在動滑輪的上掛鉤上，然后依次繞過定滑輪、動滑輪，最終由3根繩子承擔物重，如右圖所示：四．實驗探究題（共6小題，滿分36分）23．（5分）（2023?清江浦區(qū)模擬）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：（1）如圖a所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向右旋轉(zhuǎn)（左/右）。（2）如圖b所示，在A位置上掛兩個相同鉤碼，應(yīng)該在B位置掛上1個同樣的鉤碼，才能使杠桿在水平位置平衡。（3）如圖c所示，彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動，杠桿始終保持水平平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將變大（變大/變小/不變）。（4）記錄實驗數(shù)據(jù)的表格如表。次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm120.110.2某同學(xué)通過以上實驗操作及數(shù)據(jù)分析，得出杠桿的平衡條件是：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。你認為他的結(jié)論不可靠（可靠/不可靠），理由是沒有多次實驗，尋求普遍規(guī)律。解：（1）如圖a所示，杠桿右端偏高，為使杠桿在水平位置平衡，平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動；（2）設(shè)杠桿的一個小格為L，一個鉤碼重為G，由杠桿平衡條件可得：2G×2L＝nG×4L，解得：n＝1，因此在A處掛1個鉤碼；（3）若彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動時，阻力、阻力臂不變，動力臂逐漸變小，根據(jù)杠桿平衡條件得，動力逐漸變大，彈簧測力計示數(shù)將逐漸變大；（4）由表格中數(shù)據(jù)知，只做了1次實驗，測量了一組數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論具有偶然性，不能得出普遍規(guī)律。故答案為：（1）右；（2）1；（3）變大；（4）不可靠；沒有多次實驗，尋求普遍規(guī)律。24．（8分）（2023?錫山區(qū)模擬）小華同學(xué)為“探究杠桿的平衡條件”，設(shè)計了如圖所示的實驗。（1）實驗前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時杠桿處于平衡（選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)。（2）調(diào)節(jié)好杠桿后，為了獲取實驗數(shù)據(jù)，在圖乙、丙兩個方案中，按乙方案進行實驗?zāi)芨臃奖愕販y出力臂。（3）經(jīng)過實驗，得到的數(shù)據(jù)如下表：實驗序號動力F1/N動力臂動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m11.50.101.00.1521.00.302.00.1532.00.151.50.20由數(shù)據(jù)可初步得到的結(jié)論是F1L1＝F2L2（用公式表示）。（4）保持杠桿一直處于水平位置平衡，當彈簧測力計由圖乙逐漸旋轉(zhuǎn)至圖丙所示位置時，彈簧測力計的示數(shù)變大（選填“變小”“變大”或“不變”）。（5）甲物體靜置在水平地面上時，對地面的壓強為p0。小華將甲物體用細繩掛在輕質(zhì)杠桿的A端，把質(zhì)量為m0的乙物體懸掛在杠桿的B端，如圖丁所示，此時杠桿在水平位置平衡且甲物體對地面的壓強為p1，AO：OB＝1：3，O為支點。要使甲物體剛好被細繩拉離地面，小華設(shè)計了以下兩種方案，請你幫他完成。方案一：僅將支點O向左（選填“左”或“右”）移動適當距離。方案二：僅增加乙物體的質(zhì)量，則乙物體增加的質(zhì)量為。解：（1）如圖甲所示，杠桿在此位置靜止，所以此時杠桿處于平衡狀態(tài)；要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；（2）力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，圖乙所示實驗，測力計拉力與杠桿垂直，可以直接從杠桿上讀取測力計拉力力臂，圖丙所示實驗，拉力與杠桿不垂直，不便于測量測力計拉力力臂，圖乙中豎直向上拉動實驗操作更方便；（3）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)1L1＝F2L2，此時杠桿平衡，由此可得：杠桿平衡條件是：F1L1＝F2L2；（4）當彈簧測力計逐漸由圖乙位置向右傾至圖丙的位置時，彈簧測力計拉力的力臂在減小，根據(jù)杠桿的平衡條件，彈簧測力計的示數(shù)變大；（5）方案一：將支點O向左移動適當?shù)木嚯x，OA減小，OB增大，由FA×OA＝m0g×OB可知，F(xiàn)A變大，當FA＝G甲時，甲物體剛好拉離地面；方案二：甲靜止在地面，G甲＝F甲＝p0S，如圖丁所示，當杠桿在水平位置平衡且甲物體對地面的壓強為p1，此時物體對地面的壓力F1＝p1S，杠桿A端受到的拉力FA＝G甲﹣F1＝p0S﹣p1S，由杠桿平衡條件可知，F(xiàn)A×OA＝G0×OB，即（p0S﹣p1S）×1＝m0g×3，則S＝，當甲物體剛好被細繩拉離地面時，由杠桿平衡條件可知：G甲×OA＝G總×OB，即有p0S×1＝（m0g+Δmg）×3，則：p0×＝3（m0g+Δmg），所以Δm＝。故答案為：（1）平衡；右；（2）乙；力臂；（3）F1L1＝F2L2；（4）變大；（5）左；。25．（5分）（2023?淮安模擬）如圖利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進行探究“杠桿平衡條件“的實驗。（1）實驗中為了方便測量力臂，應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡；若在調(diào)節(jié)過程中，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向右（左/右）端調(diào)節(jié)。（2）如圖甲所示．在杠桿左邊A處掛3個鉤碼．要使杠桿在水平位置平衡，在杠桿右邊B處掛5個鉤碼（實驗中所用的鉤碼均相同）。（3）圖乙是利用彈簧測力計做的某次實驗情景，已知杠桿每格長5cm，鉤碼每個重0.5N，請將彈簧測力計的示數(shù)填入表。實驗序號動力F1/N動力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m13.80.153.00.10上述實驗數(shù)據(jù)不符合杠桿平衡條件，出現(xiàn)問題的原因是彈簧測力計沒有豎直向下拉。解：（1）實驗前為方便測量力臂，應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡，將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向右端調(diào)節(jié)；（2）若每個鉤碼重G，每個小格長L，如圖甲所示，杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件有：nG×3L＝3G×5L，解得n＝5，則在B點處應(yīng)掛5個同樣的鉤碼；（3）已知杠桿每格長5cm，鉤碼每個重0.5N，彈簧測力計每一個大格代表1N，每一個小格代表0.2N，示數(shù)為3.8N。將彈簧測力計的示數(shù)填入表中，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知F1L1≠F2L2，其不符合杠桿的平衡條件，觀察圖乙看出出現(xiàn)問題的原因是彈簧測力計沒有豎直向下拉，這樣支點到力的作用線的長度不再等于力臂的大?。还蚀鸢笧椋海?）水平；右；（2）5；（3）3.8；彈簧測力計沒有豎直向下拉。26．（7分）（2023?儀征市二模）“探究杠桿的平衡條件”的實驗中；（1）實驗前，杠桿處于靜止狀態(tài)如圖甲所示，此時杠桿是平衡狀態(tài)（是/不是），為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)，此時調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡的目的是便于測量力臂；（2）如圖乙所示，在A點掛2個重力均為0.5N的鉤碼，在B點用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，使其在水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)為1.5N；（3）豎直向下拉彈簧測力計，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度（不考慮杠桿重心位置的變化），如圖丙所示，此過程中，彈簧測力計的示數(shù)不變（變大/變小/不變）；（4）若要使圖丙狀態(tài)下的彈簧測力計讀數(shù)減小，可將彈簧測力計繞B點順時針（順時針/逆時針）方向轉(zhuǎn)動一個小角度；（5）如圖丁，用支點使一根胡蘿卜水平平衡后，沿支點處將胡蘿卜切分為A、B兩部分，其重力分別為GA、GB，由杠桿原理可知GA大于GB（大于/小于/等于）。解：（1）靜止和勻速運動的物體都處于平衡狀態(tài)，此時杠桿處于靜止狀態(tài)，所以杠桿是平衡狀態(tài)；此時杠桿左端上翹，所以平衡螺母應(yīng)該向左調(diào)，使杠桿在水平位置平衡，以便后期方便測量力臂。（2）作用在A點的力F1＝G＝2G鉤碼＝2×0.5N＝1N。設(shè)杠桿上每一小格長為l，則杠桿在水平位置平衡時，力F1的力臂為3l，作用在B點的力F2